Bọt khí và Xâm thực: Khi những bong bóng khí âm thầm "ăn mòn" kim loại

Trong vận hành tàu biển, hệ thống bôi trơn và thủy lực được ví như hệ tuần hoàn máu của động cơ. Khi máy chính, máy phụ hay hệ thống lái gặp sự cố, chi phí khắc phục không chỉ nằm ở linh kiện thay thế mà còn ở thời gian tàu dừng hoạt động. Một trong những "kẻ thù giấu mặt" nguy hiểm nhất gây hỏng hóc cơ khí nghiêm trọng chính là bọt khí (Foaming) và hiện tượng xâm thực (Cavitation).

Dù nhìn qua chỉ là những hạt khí li ti, dưới tác động của áp suất và dòng chảy tốc độ cao, chúng có khả năng phá hủy các bề mặt kim loại siêu cứng như sơ-mi xi-lanh, bạc lót, và cánh bơm thủy lực.

1. Phân biệt Bọt khí (Foaming) và Xâm thực (Cavitation)

Dù đều liên quan đến sự xuất hiện của khí trong chất lỏng, hai hiện tượng này có cơ chế hình thành và vị trí tác động hoàn toàn khác nhau.
 

Bọt khí (Foaming & Air Entrainment)
Lượng không khí bên ngoài bị cuốn vào trong dầu trong quá trình tuần hoàn.

• Biểu hiện: Khí bẫy bên trong lòng dầu (Air Entrainment) làm dầu bị đục, hoặc bọt tích tụ thành lớp dày trên bề mặt các các-te, bình chứa (Surface Foam).
   
• Nguyên nhân chính:
  - Mức dầu quá cao khiến các chi tiết quay (như trục khuỷu, bánh răng) đập mạnh vào dầu.
  - Đường ống hút của bơm bị hở, rò rỉ gioăng phớt.
  - Dầu bị ô nhiễm nước hoặc phụ gia chống tạo bọt trong dầu cũ đã bị suy giảm.

Xâm thực (Cavitation)
Hiện tượng hình thành và vỡ tan của các bọt hơi dầu/khí do sự thay đổi áp suất đột ngột trong dòng chảy.

Khi áp suất tại một vị trí cục bộ (như đầu hút bơm, khe hở bạc lót) tụt xuống thấp hơn áp suất hơi của dầu, chất lỏng bị "xé rách" tạo thành các khoảng trống chứa hơi. Khi dòng dầu mang các bọt hơi này di chuyển sang vùng áp suất cao hơn, bọt hơi sẽ nén tức thì. Quá trình này diễn ra chỉ trong vài phần triệu giây, tạo ra các dòng tia vi mô có vận tốc hàng trăm mét mỗi giây và áp suất va đập cục bộ cực cao.